火星是科幻小說靈感的一個重要來源。它既是一個被人熟知，被研究得很透徹的星球，又是一個與眾不同，遠(yuǎn)到足以讓人產(chǎn)生異域冒險的地方。美國宇航局出于許多同樣的原因，將目光投向了這顆紅色星球。
機(jī)器人，包括即將發(fā)射到火星的 "毅力"號火星車，讓我們了解了火星表面的情況。這些信息有助于為未來人類登陸火星的任務(wù)。我們還需要為航天器和宇航員配備高科技，讓他們能夠到達(dá)那里，探索地表，并安全返回家園。這次任務(wù)大約需要兩年，包括往返地球和火星表面的時間。
技術(shù)開發(fā)已經(jīng)開始，最早在2030年代就能實(shí)現(xiàn)載人火星任務(wù)。許多技術(shù)將首先應(yīng)用在“阿爾忒彌斯”月球探索計劃上，其他系統(tǒng)更適合深空環(huán)境。
以下是美國宇航局（NASA）為實(shí)現(xiàn)人類登陸火星而正在研究的六項(xiàng)技術(shù)。
1. 強(qiáng)大的推進(jìn)系統(tǒng)，讓我們更快到達(dá)（和回家！）
前往火星的宇航員將向深空飛行約1.4億英里。推進(jìn)能力的進(jìn)步是盡可能快速和安全到達(dá)目的地的關(guān)鍵。
現(xiàn)在說哪種推進(jìn)系統(tǒng)將把宇航員帶到火星還為時過早，但我們知道它需要有核動力以減少路程的時間。美國宇航局正在研究多種選擇，包括核電推進(jìn)和核熱推進(jìn)。兩者都使用核裂變，但彼此之間有很大的不同。核電火箭效率更高，但產(chǎn)生的推力不大。而核熱推進(jìn)則能提供更多的動力。
無論選擇哪種系統(tǒng)，核推進(jìn)的基本目的都是減少宇航員離開地球的時間。NASA及其合作伙伴正在開發(fā)、測試和熟悉各種推進(jìn)技術(shù)的關(guān)鍵部件，以降低人類首次火星任務(wù)的風(fēng)險。
帶有核動力推進(jìn)系統(tǒng)的航天器概念圖
2. 使宇航員在其他星球著陸的可充氣熱盾設(shè)備
我們在火星上登陸的最大的探測器大約有一輛汽車那么大，而將人類送上火星將需要更大的航天器。新技術(shù)將允許更重的航天器進(jìn)入火星大氣層，接近地表，并在宇航員想要探索的地方附近降落。
美國宇航局正在研究一種可充氣的熱盾設(shè)備，與剛性的熱盾相比，這種大表面積的熱盾可以在火箭中占用更少的空間。該技術(shù)可以讓航天器降落在任何有大氣層的星球上。它將在進(jìn)入火星大氣層之前膨脹和充氣，以安全降落貨物和宇航員。
這項(xiàng)技術(shù)目前還沒有準(zhǔn)備好在火星上使用。即將進(jìn)行的直徑為6米（約20英尺）的原型機(jī)的飛行測試將展示氣墊殼在進(jìn)入地球大氣層時的性能。該測試將證明它能在進(jìn)入火星期間的高溫下生存。
工程師準(zhǔn)備在充氣結(jié)構(gòu)上安裝柔性隔熱罩（上側(cè)部分）
3. 高科技火星宇航服
太空服本質(zhì)上是為宇航員定制的航天器。美國宇航局最新的宇航服非常高科技，其模塊化設(shè)計是為了在太空的任何地方使用而設(shè)計的。
第一個登上月球的女性和下一個登上月球的男性將穿上NASA的下一代宇航服，被稱為“ 為解決火星上的差異，未來的升級可能包括在富含二氧化碳的大氣層中實(shí)現(xiàn)生命支持功能的技術(shù)，以及修改外衣，使宇航員在火星冬季保暖，并防止夏季過熱。
宇航員在測試太空服。美國宇航局的下一代太空服是為了讓宇航員在月球和火星上有更多的機(jī)動性。
4. 火星家園和移動實(shí)驗(yàn)室
為了減少登陸地表所需的物品數(shù)量，美國宇航局將把第一個火星家園和飛行器組合成一個配有呼吸空氣的單一漫游車。
美國宇航局在地球上進(jìn)行了廣泛的漫游車測試，為開發(fā)月球上的加壓移動房屋提供參考。在未來加壓月球車中生活和工作的 "阿爾忒彌斯 "宇航員將能夠提供反饋意見，幫助完善火星漫游車的功能。美國宇航局的機(jī)器人漫游車也將幫助火星車的設(shè)計——從最適合火星的輪子到大型車輛如何在艱難的地形上航行等一切問題。
就像房車一樣，加壓漫游車內(nèi)部將擁有宇航員生活和工作數(shù)周所需的一切。他們可以穿著舒適的衣服開車，距離將他們發(fā)射回太空返回地球的航天器數(shù)十英里。當(dāng)他們遇到值得研究的地點(diǎn)時，宇航員可以穿上高科技的宇航服離開漫游車，收集樣本，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
美國航天局目前正在研制一種能夠在火星上艱難地形上航行的飛行器。
5. 不間斷供電
就像我們在地球上使用電線為我們的設(shè)備充電一樣，宇航員將需要一個可靠的電源來探索火星。該系統(tǒng)需要輕巧，并且能夠在火星上運(yùn)行，無論其位置或天氣如何。
火星和地球一樣有晝夜循環(huán)，周期性的沙塵暴可能會持續(xù)數(shù)月，這使得核裂變發(fā)電成為比太陽能發(fā)電更可靠的選擇。美國宇航局已經(jīng)在地球上測試了這項(xiàng)技術(shù)，并證明它是安全、高效和充足的，足以實(shí)現(xiàn)長時間的地面任務(wù)。美國宇航局計劃首先在月球上演示和使用裂變動力系統(tǒng)，然后在火星上使用。
火星上核裂變動力系統(tǒng)概念圖
6. 激光通信，將更多信息送回地球
人類前往火星的任務(wù)可能會使用激光與地球保持聯(lián)系?；鹦巧系募す馔ㄐ畔到y(tǒng)可以發(fā)送大量的實(shí)時信息和數(shù)據(jù)，包括高清圖像和視頻資料。
用目前的無線電系統(tǒng)向地球發(fā)送火星地圖可能需要9年時間，但用激光通信系統(tǒng)只需9周。這項(xiàng)技術(shù)還可以讓我們與宇航員交流，看到和聽到他們在火星上更多的冒險經(jīng)歷。
美國宇航局在2013年從月球上進(jìn)行了一次演示，證明了激光通信是可能的。該機(jī)構(gòu)的下一次演示將通過不同的操作場景，完善指向系統(tǒng)，并解決來自低地軌道的技術(shù)挑戰(zhàn)——例如云層和其他通信干擾。美國宇航局正在為載人航天飛行建造小型系統(tǒng)進(jìn)行測試，包括在國際空間站和首次載人的"阿爾忒彌斯 "任務(wù)中。另一個激光通信有效載荷將進(jìn)入深空，以幫助了解在距離地球數(shù)百萬英里以外使用同樣的技術(shù)需要做些什么。
利用激光通信將數(shù)據(jù)從火星傳送到地球的航天器的演示
要了解更多關(guān)于NASA關(guān)于月球和火星探索的內(nèi)容，請訪問：
https://www.nasa.gov/topics/moon-to-mars
